Nghiên cứu ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin từ keo giậu vào khẩu phần đến việc giảm thiểu khí methane và cho tăng trọng trong chăn nuôi bò thịt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------------------0-------------------

NGÔ THỊ TỐ UYÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC MỨC BỔ SUNG
TANNIN TỪ KEO GIẬU VÀO KHẨU PHẦN ĐẾN VIỆC
GIẢM THIỂU KHÍ METHANE VÀ TĂNG TRỌNG TRONG
CHĂN NUÔI BÕ THỊT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Chăn nuôi

THÁI NGUYÊN - 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------------------0-------------------

NGÔ THỊ TỐ UYÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC MỨC BỔ SUNG TANNIN
TỪ KEO GIẬU VÀO KHẨU PHẦN ĐẾN VIỆC GIẢM THIỂU KHÍ
METHANE VÀ TĂNG TRỌNG TRONG CHĂN NUÔI BÕ THỊT
Chuyên ngành: Chăn nuôi
Mã số: 60.62.01.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. NGUYỄN HƯNG QUANG
2. GS. TS. VŨ CHÍ CƯƠNG

THÁI NGUYÊN - 2015


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực tập và thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự
quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, đồng
nghiệp, bạn bè; sự động viên khích lệ của gia đình để tôi hoàn thành luận
văn.
Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS.
Nguyễn Hưng Quang - Giảng viên, Trưởng phòng Quản trị phục vụ Trường
Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; GS. TS. Vũ Chí Cương - Phó viện trưởng
Viện Chăn nuôi với cương vị giáo viên hướng dẫn khoa học, đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.
Cảm ơn Nhóm nghiên cứu bò; Trung tâm Bảo tồn vật nuôi - Viện Chăn
nuôi; Khoa Sau đại học - Trường đại học Nông lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ,
tạo điều kiện trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Nhân dịp này tác giả chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng
nghiệp, đã giúp đỡ, động viên để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp của
mình.
Thái Nguyên, ngày

tháng

Học viên

Ngô Thị Tố Uyên

năm 2015


LỜI NÓI ĐẦU
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân
tôi. Các số liệu công bố trong luận văn là trung thực, chính xác và có trích dẫn
rõ ràng. Tác giả chịu trách nhiệm hoàn toàn về nội dung và các số liệu đã công
bố trong luận văn này.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đề tài nghiên cứu
và hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn đầy đủ.
Thái Nguyên, ngày

tháng năm 2015

Học viên

Ngô Thị Tố Uyên


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................i
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................................vi
MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài…………………………………………………………………………………….1
2. Mục tiêu của đề tài……………………………………………………………………………………………2

3. Ý nghĩa của đề tài……………………………………………………………………………………….........3
TỔNG QUAN TÀI LIỆU....................................................................................................4
1.1.
Cơ
sở
khoa
cứu................................................................................4
1.1.1.
Đặc
điểm
chung
....................................................................4
1.1.2.
Đặc
điểm
tiêu
.................................................................4

hóa

học

của

của

gia

của

nghiên

súc

gia

súc

nhai

lại

nhai

lại

1.1.2.1
Môi
trường
cỏ.....................................................................................................4

dạ

1.1.2.2
Hệ
vi
sinh
cỏ..................................................................................................5

vật

1.1.2.3.
Quá
trình
phân
giải
.........................................................8

trong

chất

hữu

cơ

dạ
dạ

cỏ

1.1.3.
Cơ chế sinh thải khí trong chăn nuôi gia súc nhai lại.
.......................................10
1.2.
Các biện pháp
..............................................13

giảm

thiểu

khí

methane

trong

dạ

cỏ

1.2.1.
Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua dinh dưỡng
..............13
1.2.2.
khả

Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua nâng cao sức khỏe,
năng

sinh

sản

và

quản

lý

.............................................................................................19
1.3.
Tình
hình
nghiên
nước............................................................20

cứu

trong

và

ngoài


1.3.1.
Tình
hình
.......................................................................20
1.3.1.1.
Ứng
dụng
kỹ
tanin..........................................................23

nghiên
thuật

cứu
trong

ngoài

nước

nghiên

cứu

1.3.1.2. Tannin trong thực vật và cơ chế tác động đến việc giảm khí
methane..............26
1.3.2.
Nghiên cứu
Nam..........................................28

giảm

phát

thải

khí

methan

ở

Việt

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................31
2.1.
Đối
tượng
cứu..............................................................................................31

nghiên


2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
..........................................................................31
2.3. Nội dung nghiên cứu
...............................................................................................31
2.4. Phương pháp nghiên cứu
........................................................................................31
2.4.1 Gia súc
.......................................................................................................................31
2.4.2 Bố trí thí nghiệm
.......................................................................................................32
2.4.3 Phương thức nuôi dưỡng
..........................................................................................32
2.4.4 Thức ăn và khẩu phần thí nghiệm
............................................................................33
2.4.5 Chỉ tiêu theo dõi
........................................................................................................34
2.4.6. Phương pháp theo dõi chỉ
tiêu.................................................................................35
2.4.6 Phân tích thành phần hóa học của
mẫu...................................................................37

2.5. Phương pháp xử lý số liệu
......................................................................................38
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..........................................................................................39
3.1. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin trong keo giậu tới sinh trưởng tích lũy
của bò thí nghiệm
...............................................................................................................39
3.1.1. Sinh trưởng tích
lũy..................................................................................................39
3.1.2. Sinh trưởng tuyệt
đối................................................................................................40
3.1.3. Sinh trưởng tương đối
..............................................................................................42
3.2. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin trong keo giậu tới khả năng thu nhận
thức ăn của bò thí nghiệm
..................................................................................................43
3.3. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin trong keo giậu tới tiêu tốn protein
thức
ăn của bò thí nghiệm
..........................................................................................................47


3.4. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin trong keo giậu tới tiêu tốn năng lượng
trao đổi của bò thí
nghiệm..................................................................................................48
3.5. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin khác nhau trong keo giậu tới tỷ lệ tiêu
hóa
invivo............................................................................................................................50
3.6. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin khác nhau trong keo giậu tới cân
bằng nitrogen
(N).........................................................................................................................52

3.7. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin khác nhau trong keo giậu tới khí CH4
thải ra của bò thí nghiệm
....................................................................................................53
1.

Kết luận ....................................................................................................................55

2.

Đề nghị .....................................................................................................................57


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CK

Vật chất khô

OM

Chất hữu cơ

ADF

Xơ tan trong môi trường axit

NDF

Xơ tan trong môi trường trung tính cs

Cộng sự
ABBH

Axit béo bay hơi

CH4

Khí methane

H2

Khí hydro

V

Thể tích

SEM

Sai số tiêu chuẩn của các số trung bình

VK

Vi khuẩn

CTs

Tannin ngưng tụ HT

Tannin dễ hòa tan NPN

Nitơ phi protein KP
Khẩu phần
NDF

Xơ không hòa tan trong môi trường trung tính

ADF

Xơ không hòa tan trong môi trường axit. CP

Protein thô
CF

Xơ thô

EE

Lipit thô

Ash

Khoáng tổng số

ĐVT

Đơn vị tính

GĐ

Giai đoạn

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Hình ảnh minh họa ………………………………………………………..31
Bảng 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................... 32
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của các loại thức ăn trong thí nghiệm (%) .... 33
Bảng 2.3. Tỷ lệ phối trộn thức ăn thí nghiệm (%) .......................................... 34
Bảng 2.4. Thành phần dinh dưỡng thức ăn thí nghiệm (%DM) ..................... 34
Bảng 3.1. Theo dõi sinh trưởng tích lũy của bò thí nghiệm .......................... 39
Bảng 3.2. Theo dõi sinh trưởng tuyệt đối của bò thí nghiệm ........................ 40
Bảng 3.3. Sinh trưởng tương đối của bò thí nghiệm...................................... 43
Bảng 3.4. Khả năng thu nhận thức ăn của bò thí nghiệm .............................. 44
Bảng 3.5. Hiệu quả sử dụng protein của bò thí nghiệm................................. 47
Bảng 3.6. Hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi của bò thí nghiệm ............ 49
Bảng 3.7. Tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng của bò thí nghiệm (%) .................. 50
Bảng 3.8. Cân bằng nitrogen (N) của các khẩu phần thí nghiệm .................. 52
Bảng 3.9. Thể tích và khối lượng khí thải CH4 của bò thí nghiệm................. 54


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Khí nhà kính được coi là nguyên nhân chính gây nên hiện tượng nóng
lên trên trái đất và có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với đời
sống con người ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Hiện tượng ấm lên
toàn cầu làm cho mực nước biển đang dâng với tốc độ trung bình là 1,8
mm/năm trong thế kỷ qua. Đặc biệt nghiêm trọng là mức tăng trung bình
trong giai đoạn từ năm 1993 - 2000 vào khoảng 2,9-3,4 ± 0,4-0,6 mm/năm
cho thấy tốc độ tăng lên của mực nước biển cao hơn đáng kể so với mức
tăng trung bình của thế kỷ trước. Theo BBC (2012) dự báo thì nhiệt độ trung
bình toàn cầu có

0

thể tăng lên từ 1,4 -3 C vào năm 2050, sẽ là mức cao nhất trong vòng
150.000
năm gần đây. Tốc độ tăng lên về nhiệt độ này sẽ kéo theo tốc độ tăng nhanh
hơn của mực nước biển, dẫn đến nguy cơ một số đảo nhỏ, thậm chí là
các quốc đảo và các vùng đất thấp ven bờ sẽ bị nhấn chìm trong nước.
Các khí nhà kính chủ yếu gây nên hiện tượng ấm lên trên toàn cầu hiện
nay bao gồm khí cacbonic, oxit nitơ, khí methane và khí CFC
(Cloruafloruacarbons). Trong đó Methane (CH4) là loại khí có ảnh hưởng
đứng thứ 2 trong việc gây ra hiệu ứng nhà kính sau CO2. Theo báo cáo của tổ
chức liên chính phủ về biến đổi khí hậu viết tắt là IPCC (2001) [33], methan
có tác dụng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 23 lần so với CO2.
Những nguồn sinh khí methane có liên quan đến con người bao gồm:
khí thải từ xe hơi, khai thác mỏ, đốt than, chăn nuôi gia súc và các bãi chôn
rác thải... Trong đó ngành chăn nuôi đem đến khoảng 16 - 18% khí hiệu ứng
nhà kính, đứng sau nhiên liệu hóa thạch và đất ngập nước (Johnson và
Johnson, 1996) [39]. Trong tổng lượng CH4 thải ra môi trường từ hoạt động
chăn nuôi (gia súc nhai lại, trâu bò, lợn, gà..) thì chăn nuôi gia súc nhai lại
chiếm khoảng 74%. Nguy cơ phát thải CH4 vẫn tiếp tục tăng do số đầu con và


quy mô chăn nuôi ngày càng tăng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
con


người (Leng, 2008) [43].Ở gia súc nhai lại, methane được sản sinh trong dạ cỏ
bởi nhóm vi khuẩn sinh khí methane sử dụng các sản phẩm chuyển hóa
của các loài vi khuẩn khác, protozoa, nấm trong quá trình phân giải
thức ăn (Wolin và cs, 1997) [67]. Do đó để giảm quá trình sản sinh methane

trong dạ cỏ, có thể sử dụng các biện pháp triệt tiêu trực tiếp nguồn cơ
chất H2 thông qua sử dụng hóa chất (ví dụ nitrate), hoặc tác động gián tiếp
thông qua việc ức chế các loài vi sinh vật cung cấp cơ chất cho vi khuẩn sinh
methane.
Tại Việt Nam phát thải khí methane ở động vật nhai lại được rất lớn
theo Đinh Văn Cải (2015) [1]: đối với bò sữa năm 2000 là 2,14 tấn/năm đến
2010 lên tới 7,84 tấn/năm và dự kiến đến 2030 dự kiến là 54,9 tấn/năm. Đối
với bò thịt năm 2000 là 194 tấn/năm đến 2030 sẽ là 714 tấn /năm. Trâu
năm
2000 là 160 tấn/năm nhưng đến 2030 lên 192 tấn/năm. Dê năm 2000 là 2,72
tấn/năm đến 2030 lên 22,5 tấn/năm. Như vậy số liệu cho thấy sự đóng góp
lớn nhất đối với phát thải khí methane từ bò thịt, tiếp theo là trâu, bò sữa và
dê. Vì vậy, vấn đề đầu tư trong giảm thiểu phát thải khí methane từ chăn
nuôi bò thịt là hết sức cần thiết. Hiện nay các biện pháp phổ biến trên thế
giới được áp dụng để giảm thiểu mê tan trong chăn nuôi đó là (i) Giảm thiểu
CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua dinh dưỡng và (ii) Giảm thiểu
CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua nâng cao sức khỏe, khả năng sinh
sản và quản lý. Đề tài đi theo hướng giải quyết giảm thiểu methane bằng
cách sử dụng các hợp chất thứ cấp và chất tách chiết từ thực vật trong chăn
nuôi bò thịt, từ đó chúng tôi đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của
các mức bổ sung tannin từ keo giậu vào khẩu phần đến việc giảm thiểu khí
methane và cho tăng trọng trong chăn nuôi bò thịt”.
2. Mục têu đề tài
Xác định khẩu phần ăn thích hợp khi bổ sung keo giậu nhằm giảm thiểu
khí methane thải ra môi trường và cho tăng trọng trong chăn nuôi bò thịt.


3. Ý nghĩa đề tài
* Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho những nghiên cứu

sau này trong chăn nuôi bò thịt nói riêng và chăn nuôi gia súc
nhai lại nói chung
- Đưa ra những khẩu phần nuôi bò lai hướng thịt dễ sử dụng, dễ phối
trộn trong điều kiện của Việt Nam.
* Thực tiễn của đề tài
- Góp phần cải thiện ô nhiễm của môi trường trong chăn nuôi bò
thịt mà không ảnh hưởng đến khả năng tăng trọng của bò.
- Sử dụng được nguồn tannin tự nhiên sẵn có của nhiều địa phương.


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của nghiên cứu
1.1.1. Đặc điểm chung của gia súc nhai lại
Gia súc nhai lại là động vật có vú, bốn chân, nuôi con bằng sữa mẹ. Là
loài động vật có bộ máy tiêu hóa đặc trưng bởi dạ dày kép gồm bốn túi là dạ
cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách, dạ múi khế. Hệ tiêu hoá của chúng có hệ vi sinh vật
phong phú và đa dạng. Thức ăn của gia súc nhai lại chủ yếu là xơ nên ít cạnh
tranh với các loài động vật khác như: lợn, gà…
Khi ăn loại động vật này chỉ nghiền sơ bộ thức ăn và nuốt, lúc nghỉ
ngơi là lúc chúng ợ lên nhai lại nghiền thức ăn kỹ càng hơn, nên gọi là động
vật nhai lại.
1.1.2. Đặc điểm tiêu hóa của gia súc nhai lại
1.1.2.1 Môi trường dạ cỏ
Hệ tiêu hóa của gia súc nhai lại được đặc trưng bởi dạ dày kép gồm bốn
túi là dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách, dạ múi khế. Trong đó, dạ cỏ là túi lớn nhất,
chiếm hầu hết nửa trái của xoang bụng , 85 - 90% dung tích của dạ dày, 75%
dung tích đường tiêu hóa, có tác dụng tích trữ, nhào trộn và chuyển hóa thức
ăn. Dạ cỏ được ví như một thùng lên men lý tưởng, môi trường trong đó
rất thuận lợi cho các vi sinh vật yếm khí phát triển: nhiệt độ trong dạ cỏ

o

luôn được duy trì từ 38 - 42 C, pH 5,5 - 7,4 khá ổn định nhờ tác dụng
đệm của muối bicarbonat và phốt phát trong nước bọt, môi trường yếm
khí (nồng độ O2 dưới 1%), trong thành phần của dịch dạ cỏ có khoảng 85 90% là nước thuận lợi cho quá trình lên men của vi sinh vật.
Có tới 50 - 80% các chất dinh dưỡng thức ăn được lên men ở dạ cỏ.
Sản phẩm lên men chính là các axit béo bay hơi (ABBH), sinh khối VSV và các
khí thể (metan và cacbonic). Phần lớn ABBH được hấp thu qua vách dạ


cỏ trở thàng nguồn năng lượng chính cho gia súc nhai lại. Các khí thể được
thải ra ngoài theo phản xạ ợ hơi. Trong dạ cỏ còn có sự tổng hợp các VTM
nhóm B và VTM nhóm K. Sinh khối VSV và các thành phần không lên men
được chuyển xuống phần dưới của đường tiêu hóa.
1.1.2.2 Hệ vi sinh vật dạ cỏ
Do điều kiện môi trường thuận lợi và khẩu phần thức ăn cho gia súc
nhai lại khá đa dạng, nên hệ vi sinh vật dạ cỏ phát triển mạnh cả về số lượng
và chủng loại. Tính đến nay đã có khoảng hơn 200 loài vi sinh vật dạ cỏ. Tuy
nhiên, hệ vi sinh vật dạ cỏ luôn luôn biến động và phụ thuộc vào cấu
trúc khẩu phần ăn của gia súc nhai lại.
Nhờ hệ vi sinh vật phong phú mà gia súc nhai lại có khả năng sử dụng
được các nguồn thức ăn nhiều xơ và cả nguồn ni tơ phi protein. Hệ vi sinh vật
dạ cỏ gồm ba nhóm chính: vi khuẩn, nấm, protozoa. Ngoài ra còn có các loại
virut, mycoplasma và thể thực khuẩn không đóng vai trò quan trọng trong
tiêu hóa chất xơ.
• Vi khuẩn (Bacteria)
Vi khuẩn xuất hiện trong dạ cỏ của loài nhai lại trong lứa tuổi còn non,
kể cả chúng được nuôi cách biệt hoặc cùng với mẹ của chúng. Số lượng và
thành phần vi khuẩn trong dạ cỏ có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình lên
men, tiêu hóa trong dạ cỏ đặc biệt là tiêu hóa xơ.

9

11

Tổng số vi khuẩn trong dạ cỏ khoảng 10 - 10 tế bào/g chất chứa dạ
cỏ. Trong dạ cỏ vi khuẩn ở thể tự do chiếm khoảng 30%, số còn lại bám vào
các mẩu thức ăn, trú ngụ ở các nếp gấp biểu mô và bám vào protozoa. Trong
dạ cỏ khoảng 60 loài vi khuẩn được xác định. Sự phân loại vi khuẩn dạ cỏ căn
cứ vào cơ chất mà vi khuẩn sử dụng hay sản phẩm lên men cuối cùng của
chúng.
Sau đây là một số nhóm vi khuẩn dạ cỏ chính:


- Vi khuẩn phân giải xenluloza: chiếm số lượng lớn trong dạ cỏ của gia
súc sử dụng khẩu phần giàu xenluloza. Nhóm vi khuẩn này gồm có một số vi
khuẩn quan trọng: bateroides succinogenes, butyrivibrio fbrisolvens,
ruminoccocus fibrisolvens…
- Vi khuẩn phân giải hemixenluloza gồm có: butyrivibrio fbrisolvens,
lachnospira multiparus và bacteroides ruminicola. Các loài vi khuẩn phân
giải hemixenluloza giống vi khuẩn phân giải xenluloza đều bị ức chế bởi pH
thấp.
- Vi khuẩn phân giải tinh bột: tinh bột được phân giải bởi nhiều vi
khuẩn trong dạ cỏ trong đó có cả những vi khuẩn phân giải xenluloza. Một số
vi khuẩn phân giải tinh bột quan trọng là: Bacteroides amylophinus,
Succiniminas

amylolytca,

Butyrivibrio

fibrisolbvens,

Bacteroides

ruminantium, Selenomonas ruminantum và Steptococcus bovis.
- Vi khuẩn phân giải đường: Hầu hết các vi khuẩn sử dụng được các
loại polysaccharid nói trên thì cũng sử dụng được đường disaccharid và
đường monosaccharid
- Vi khuẩn sử dụng các axit hữu cơ: hầu hết các vi khuẩn đều có khả
năng sử dụng axit lactic. Một số vi khuẩn có thể sử dụng axit succinic, malic,
fumaric, formic hay acetic. Những loài sử dụng axit lactic bao gồm
Veillonella gazogenes, Veillonella alacalescens, Peptostreptococcus elsdenii,
Propioni bacterium và Selenomonas lactilytica.
- Vi khuẩn phân giải protein: trong số những loài vi khuẩn phân giải
protein và sinh amoniac thì Peptostreptococus và Clostridium có khả năng lớn
nhất. Sự phân giải protein và axit amin để sản sinh ra amoniac trong dạ cỏ
có ý nghĩa quan trọng đặc biệt cả về phương diện tiết kiệm nitơ cũng như
nguy cơ dư thừa amoniac. Amoniac cần cho các loài vi khuẩn dạ cỏ để
tổng hợp nên sinh khối protein của bản thân chúng, đồng thời một số vi
khuẩn đòi hỏi hay được kích thích bởi axit amin, peptit và isoaxit có nguồn
gốc từ valine,


leucine và isoleucine. Như vậy cần phải có một lượng protein được phân giải
trong dạ cỏ để đáp ứng nhu cầu này của vi sinh vật dạ cỏ.
- Vi khuẩn tổng hợp vitamin: một số vi khuẩn có khả năng tổng hợp
vitamin nhóm B và vitamin nhóm K
- Vi khuẩn tạo methane: nhóm vi khuẩn này rất khó nuôi cấy trong ống
nghiệm, cho nên những thông tin về những VSV này còn hạn chế. Các loài vi
khuẩn của nhóm này: Methano baccterium, Methano ruminantium và

Methano forminicum.
• Động vật nguyên sinh (protozoa)
Protozoa xuất hiện trong dạ cỏ khi gia súc bắt đầu ăn thức ăn thô, số
lượng biến động từ 10

5

6

- 10 tế bào/1g chất chứa dạ cỏ. Hiện nay có

khoảng
120 loài protozoa, mỗi loài gia súc có số loài protozoa khác nhau được chia
làm hai nhóm: một nhóm thuộc bộ Holotricha, nhóm kia thuộc bộ
Oligotricha. Phần lớn động vật nguyên sinh thuộc nhóm Holotricha, chúng có
khả năng xé rách màng tế bào thực vật, làm tăng diện tích tiếp xúc của thức
ăn, do đó mà thức ăn dễ dàng chịu tác động của vi khuẩn. Protozoa có khả
năng nuốt tinh bột và axit béo không no quan trọng ngay sau khi ăn, làm cho
lượng tinh bột không bị lên men và các axit béo không no không bị no hóa bởi
vi sinh vật. Điều này không những quan trọng với protozoa mà còn có ý
nghĩa dinh dưỡng cho gia súc nhai lại nhờ hiệu ứng đệm chống phân giải
đường quá nhanh làm giảm pH đột ngột, đồng thời cung cấp năng lượng
từ từ cho nhu cầu của bản thân vi sinh vật dạ cỏ và nguồn axit béo không no
quan trọng trực tiếp cho gia súc.
• Nấm (fungi)
Nấm trong dạ cỏ thuộc loại yếm khí, chúng mới được phân lập gần đây
3

5

mặc dù số lượng ít 10 - 10 tế bào/1g chất chứa dạ cỏ, nhưng chúng có
khả năng xâm nhập và tiêu hóa thành phần cấu trúc thực vật bắt đầu từ bên
trong.


Chức năng của nấm là mọc chồi và phá vỡ cấu trúc thành tế bào thực
vật, làm giảm độ bền chặt của cấu trúc này, góp phần làm tăng sự phá vỡ các
mảnh thức ăn trong quá trình nhai lại. Do đó, tạo điều kiện cho vi khuẩn bám
vào để tiêu hóa xơ. Mặt khác, nấm cũng tiết ra các loại men tiêu hóa xơ, các
loại men này có khả năng hòa tan dễ hơn men của vi khuẩn. Chính vì thế
nấm có khả năng tấn công các tiểu phần thức ăn cứng hơn và lên men
chúng với tốc độ nhanh hơn vi khuẩn. Những loại nấm phân lập được từ dạ
cỏ gồm: Neocallimastix fromtalis, Piramonas communis, Sphacromonas
communis.
Sự đóng góp của nấm trong việc lên men thức ăn chưa được định lượng
chính xác, nhưng người ta thấy rằng số lượng nấm tăng lên khi khẩu phần ăn
giàu chất xơ (chiếm 10% tổng sinh khối vi sinh vật). Như vậy, sự có mặt của
nấm sẽ giúp làm tăng tốc độ tiêu hóa xơ đặc biệt là thức ăn xơ thô bị
lignin
hóa.
Bên cạnh đó vi sinh vật dạ cỏ làm mất năng lượng thức ăn do quá trình
sinh nhiệt và khí methane. Khí methtane sinh ra gây hiệu ứng nhà kính, ảnh
hưởng xấu đến môi trường.
1.1.2.3. Quá trình phân giải chất hữu cơ trong dạ cỏ
Quá trình tiêu hoá trong dạ cỏ là quá trình lên men tiêu hoá của thức
ăn do hệ vi sinh vật dạ cỏ thực hiện, trong đó chủ yếu là tiêu hoá, phân giải
chất xơ. Các sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ở đây là các axit béo
bay hơi (ABBH), khí thể (CO2, H2, CH4) và ATP - chất mang năng lượng cần
thiết cho sinh trưởng phát triển của vi sinh vật.
* Quá trình phân giải carbohydrat

Carbohydrat là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho vi sinh vật dạ
cỏ và vật chủ. Carbohydrat chiếm khoảng 75% lượng vật chất khô (DM)
trong thức ăn tuỳ thuộc vào thời gian thu hoạch, yếu tố địa lý và loài thực
vật. Có thể chia carbohydrat trong thức ăn của gia súc nhai lại thành hai


loại là: loại có cấu trúc và loại không có cấu trúc (Nguyễn Xuân Trạch, 2004)
[23]


Đặc điểm quan trọng của loại carbohydrat có cấu trúc là không có khả
năng hoà tan xenlulose và hemixenluloza có mạch liên kết b - glucozit giữa
các đơn vị cấu trúc, mạch liên kết này chỉ có thể thuỷ phân nhờ enzym của vi
sinh vật. Còn carbohydrat không có cấu trúc chứa liên kết a - glucozit dễ dàng
bị phân giải bởi men tiêu hoá của người và gia súc dạ dày đơn. Toàn bộ
carbohydrat trong khẩu phần sau quá trình tiêu hoá đều được chuyển thành
glucoza.Nhưng glucoza chỉ xuất hiện tạm thời sau đó nhanh chóng chuyển
qua con đường pyruvate để hình thành các axit béo dễ bay hơi. Vi khuẩn sinh
khí methane đã sử dụng focmic, H2 và CO2 để sản sinh khí methane.
* Tiêu hoá cenlulose và hemixenluloza
Cenlulose và hemixenlulose là thành phần chủ yếu trong thức ăn
của gia súc nhai lại, hàm lượng của nó trong thức ăn thực vật chiếm 40 - 50%,
vi khuẩn có thể phân giải 80% cenlulose ăn vào dạ cỏ.
* Tiêu hoá tinh bột đường
Tinh bột được vi khuẩn và thảo phúc trùng phân giải trong môi trường
dạ cỏ. Thảo phúc trùng nuốt tinh bột từ thức ăn ăn vào, vi khuẩn tác dụng
lên bề mặt tinh bột bằng enzym amylaza. Tuy nhiên đường đơn (glucoza,
xyloza…) chỉ xuất hiện tạm thời sau đó nhanh chóng chuyển qua con đường
pyruvic thành các ABBH. Khí CO2 và H2 lại được vi sinh vật tổng hợp khí
methane.

Như vậy sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men carbohydrat thức
ăn bởi vi sinh vật trong dạ cỏ gồm các ABBH khác nhau, khí thể bao gồm:
56% CO2, 32% CH4, 8,5% H2…Khí CH4 được giải phóng qua phản xạ ợ hơi, gây
lãng phí khoảng 8% tổng số năng lượng trong thức ăn thu nhận. Các ABBH
chưa no trong thức ăn có thể giảm thấp sự sinh khí CH4 trong dạ cỏ. Sự
giảm thấp CH4 thường thấy ở khẩu phần ăn nhiều đường và tinh bột.
* Quá trình phân giải các hợp chất chứa nitơ


Khoảng 40 - 60% protein thức ăn đầu tiên được lên men phân giải
trong dạ cỏ thành các peptit, sau đó thành các axit amin và được giải
phóng vào môi trường dạ cỏ. Trong môi trường dạ cỏ hầu hết các axit
amin được khử trong các tế bào vi sinh vật thành các a- xetoaxit, amoniac,
ABBH mạch ngắn, CO2. Một số sản phẩm của quá trình này sau được vi sinh
vật dạ cỏ sử dụng để tổng hợp các thành phần hữu cơ khác, gồm
protein và các axit nucleic.
1.1.3. Cơ chế sinh thải khí trong chăn nuôi gia súc nhai lại.
Đặc điểm nổi bật của bộ máy tiêu hoá ở gia súc nhai lại là những
khoang phình lớn, tại đây có các điều kiện môi trường thuận lợi cho vi sinh
vật lên men cabohydrate và các chất hữu cơ khác. Sản phẩm chủ yếu của
quá trình lên men tại đây là các axit béo bay hơi (ABBH), khí methane (CH4),
khí cacbonic (CO2) và adenosin triphotphat (ATP) - chất mang năng lượng cần
thiết cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật.
Trong quá trình lên men dạ cỏ, ngoài các sản phẩm chính là axit béo
bay hơi acetate, propionate và butyrate ra thì một sản phẩm không
mong muốn là CH4. Quá trình lên men thức ăn cùng sự sản sinh khí methane
được biểu thị bằng các phương trình phản ứng sau:
C6H12O6 + 2H2O → 2C2H4O2 (acetate) + 2CO2 + 8H
C6H12O6 + 4 H → 2C3H6O2 (propionate) + 2H2O
C6H12O6 → C4H8O2 (butyrate) + 2CO2 + 4H

CO2 + 8H + năng lượng

VK methanogenic

CH4 + 2H2O

Trong điều kiện yếm khí ở dạ cỏ: Phản ứng oxy hóa để lấy năng lượng
ở dạng ATP giải phóng ra hydrro. Tích lũy ion hydro trong quá trình trao đổi
chất của vi sinh vật dạ cỏ chỉ có thể tránh đuợc bằng quá trình sinh tổng hợp
CH4 bởi những vi khuẩn sinh methan (rumen methanogens). Đây là qui trình
bình thường trong quá trình lên men ở dạ cỏ. Lượng hydro giải phóng phụ


thuộc chủ yếu vào khẩu phần và loại hình vi sinh vật dạ cỏ vì lên men vi sinh
vật thức ăn tạo ra các sản phẩm cuối cùng khác nhau và không tương đương
với lượng hydrro tạo ra (Martin và cs, 2008)[48]. Ví dụ, để tạo ra axit
propionic thì tiêu thụ hydro nhưng tạo ra axit acetic và axit butyric lại giải
phóng hydro (Martin và cs, 2008). Quá trình sinh CH4 ở dạ cỏ là cơ chế tạo
điều kiện cho dạ cỏ tránh được nguy cơ tích lũy quá nhiều hydrro (Martin và
cs, 2008)[48]. Hydro tự do sẽ ức chế enzym khử hydro (dehydrogenases) và
ảnh hưởng đến quá trình lên men (Martin và cs, 2008)[48]. Sử dụng hydro và
CO2 để tạo ra CH4 là một đặc tnh đặc biệt của nhóm vi khuẩn sinh CH4.
Nhóm vi khuẩn này tương tác với các nhóm vi sinh vật khác trong dạ cỏ để
tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và kéo dài tiêu hóa thức ăn (Martin và
cs,
2008)[48]. Tương tác này là tch cực đối với nhóm vi sinh vật phân giải xơ
(Ruminococcus albus và R. flavefaciens), không phân giải xơ (Selenomonas
ruminantium), protozoa và nấm. Ở gia súc nhai lại, methane được sản sinh
trong dạ cỏ bởi nhóm vi khuẩn sinh khí methane sử dụng các sản
phẩm chuyển hóa của các loài vi khuẩn khác, protozoa, nấm trong quá

trình phân giải thức ăn. Nhóm vi khuẩn này sử dụng H2 và CO2 là cơ chất
chính để tạo khí methane như sản phẩm cuối cùng của chu trình trao đổi
năng lượng và sống kỵ khí bắt buộc (Wolin và cs, 1997)[67]. Trong dạ cỏ, các
vi khuẩn sinh khí methane phải sống cộng sinh với protozoa và các loài vi sinh
vật khác. Methane được tạo thành từ CO2 và H2 dưới tác dụng của vi
khuẩn methanogenic cùng với năng lượng của cơ thể động vật.
Methanogenic là nhóm vi khuẩn trong hệ vi sinh vật dạ cỏ của động vật nhai
lại, chúng có thể tồn tại ở pH trung tính 6-8, tuy nhiên một số loài
methanogenic có thể tồn tại trong môi trường pH dao động từ 3-9,2. Hiện
nay, tìm thấy 5 loài vi khuẩn methanogenic trong dạ cỏ của động vật nhai lại
là

Methanobrevibacter

Methanosarcina

mazei,

ruminantium,

Methanosarcina

Methanobacterium

barkeri,

formicicum

và

Methanomicrobium mobile trong đó 2 loài


đầu là phổ biến nhất. Vi khuẩn methanogenic có thể sống tự do trong dạ
cỏ
hoặc chúng sống cộng sinh trên bề mặt của protozoa.
Hầu hết khí CH4 thải ra trong chăn nuôi là từ gia súc nhai lại thông qua
quá trình lên men yếm khí ở dạ cỏ. Tuy nhiên, sự sản sinh methane cũng
xảy ra các phần dưới của đường tiêu hóa như ruột già, tá tràng... 89%
methane được sản sinh ra từ dạ cỏ và được thải ra ngoài thông qua
miệng và mũi (Murray và cs, 1976)[52]. Khi methane thải ra ngoài môi
trường thì gia súc nhai lại mất đi 2-12% năng lượng thô từ thức ăn ăn vào,
tùy thuộc vào phẩu phần. Ở các loài gia súc nhai lại khác nhau thì tỷ lệ mất
năng lượng thô do sự sản sinh methane cũng rất khác nhau. Theo Johnson và
Ward (1996)[41] thì tỷ lệ năng lượng thô mất đi do thải methane của bò
sữa và bò thịt vỗ béo thay đổi lần lượt từ 5,5 - 9,0% và 3,5 - 6,5%. Ở trâu và
lạc đà dao động trong khoảng 7,5 - 9,0% và 7,0 - 9,0%. Tỷ lệ mất năng lượng
thô do thải methane của động vật nhai lại cũng thay đổi theo vị trí địa lý,
chất lượng thức ăn, lượng thức ăn ăn vào, thành phần thức ăn và quá
trình chế biến thức ăn (Johnson và Ward, 1996)[41]. Hơn 50% số lượng gia
súc nhai lại của toàn thế giới tập trung ở vùng nhiệt đới và chúng được nuôi
chủ yếu bằng các khẩu phần có chất lượng thấp, khi đó 10-12% năng lượng
thô của thức ăn sẽ bị mất đi do methane (McCrabb and Hunter, 1999)[51].
Vì vậy, để tăng năng suất chăn nuôi, giảm ô nhiễm môi trường thì việc
làm giảm CH4 sản sinh ra trong chăn nuôi gia súc nhai lại là một vấn đề hết
sức quan trọng và đặt ra những hướng nghiên cứu mới cho các nhà khoa học.
Khí metane được sinh ra từ quá trình lên men thức ăn trong hệ
thống tiêu hóa của động vật. Nói chung, càng ăn nhiều thức ăn, thì phát thải
khí metan càng cao. Mặc dù, mức độ sản xuất metan cũng có thể bị ảnh

hưởng bởi các thành phần của chế độ thức ăn. Lượng thức ăn tiêu thụ phụ
thuộc vào kích thước động vật, tốc độ tăng trưởng, và phương thức sản xuất
(ví dụ chăn nuôi lấy sữa, lấy lông, hoặc sinh sản). Methane là khí nhà kính